Napredne zmogljivosti Učinkovita proizvodnjaUporaba ultra-svetlih LED se še naprej širi, najprej vstopi na trg za specialno razsvetljavo in se premakne proti splošnemu trgu razsvetljave. Zaradi nenehnega povečevanja vhodne moči LED čipov so višje zahteve za tehnologijo pakiranja teh močnostnih LED. Power LED embalažna tehnologija mora izpolnjevati naslednje dve zahtevi: Prvič, struktura paketa mora imeti visoko učinkovitost izločanja svetlobe, in drugič, toplotna odpornost mora biti čim nižja, da se zagotovi fotoelektrična učinkovitost in zanesljivost LED moči.
Če naj bi se kot vir osvetlitve uporabljala polprevodniška LED, je svetlobni tok običajnega izdelka daleč od svetlobnega vira za splošno uporabo, kot je žarnica ali fluorescenčna sijalka. Zato je za razvoj LED na področju razsvetljave ključnega pomena povečanje svetlobne učinkovitosti in svetlobnega toka na raven obstoječih svetlobnih virov. Epitaksialni materiali, ki se uporabljajo za napajalne LED diode, uporabljajo tehnologijo MOCVD za epitaksialno rast in več struktur s kvantnimi vrtinami. Čeprav je treba notranjo kvantno učinkovitost še izboljšati, je največja ovira pri pridobivanju visoke svetlobne moči nizka učinkovitost izvleka svetlobe. Obstoječa zasnova LED napajanja sprejema novo strukturo spajkanja s čipom za izboljšanje lahke ekstrakcije žarka, izboljša toplotne lastnosti čipa in poveča učinkovitost fotoelektrične pretvorbe naprave s povečanjem območja čipa in povečanjem delovnega toka. Višji svetlobni tok. Poleg čipa je pomembna tudi tehnologija pakiranja naprave. Ključni postopki tehnologije embalaže so:
Tehnologija odvajanja toplote
Tradicionalni indikator tipa LED paketna konstrukcija običajno uporablja prevodno ali neprevodno lepilo za montažo čipa v majhno odbojno skodelico ali na nosilno mizo. Zlata žica se uporablja za dokončanje notranje in zunanje povezave naprave in je zaprta z epoksi smolo. Njegova toplotna upornost doseže 250 ° C / W ~ 300 ° C / W. Če novi električni čip sprejme tradicionalno obliko LED paketa, se temperatura stičišča hitro dvigne in zaradi slabega odvajanja toplote se bo epoksidna karbonizacija rumenila. Pospešen upad svetlobe do odpovedi, tudi zaradi napetosti, ki jo povzroča hitra toplotna ekspanzija zaradi odpovedi odprtega tokokroga.
Zato je za močnostni LED čip z velikim obratovalnim tokom, nova struktura paketov z nizko toplotno odpornostjo, dobrim odvajanjem toplote in nizkim stresom tehnični ključ naprave LED za napajanje. Čip se lahko poveže z materialom z nizko upornostjo in visoko toplotno prevodnostjo; na spodnji del čipa je dodan bakren ali aluminijast hladilnik, za pospeševanje odvajanja toplote pa se uporablja polukapsulirana struktura; in tudi sekundarni odvod toplote je zasnovan tako, da zmanjša toplotno odpornost naprave. V notranjosti naprave, napolnjene s prožno silikonsko gumo z visoko transparentnostjo, v temperaturnem območju silikonske gume (na splošno -40 ° C ~ 200 ° C), se gel ne bo odprl zaradi nenadnih sprememb temperature in se ne bo pojavil rumeni pojav . Materiali za dele bi morali upoštevati tudi njihove toplotne in toplotne lastnosti, da bi dosegli dobre splošne toplotne lastnosti.
Sekundarna tehnologija optičnega oblikovanja
Za izboljšanje izkoristka svetlobe pri ekstrakciji naprave so zasnovane dodatne odbojne skodelice in več optičnih leč.
Tehnologija LED z belo svetlobo
Obstajajo tri običajne metode za doseganje bele svetlobe:
(1) Modri čip je prevlečen z YAG fosforjem, modra svetloba čipa vzbudi fosfor, da odda rumeno-zeleno svetlobo 540 nm ~ 560 nm, rumeno-zelena in modra svetloba pa sintetizirata belo svetlobo. Metoda je razmeroma preprosta za pripravo, visoka učinkovitost in praktičnost. Pomanjkljivost je, da je konsistenca krpo slaba, fosfor je lahko oborjen, enakomernost svetlobne površine je slaba, barvni ton ni enak, barvna temperatura visoka, barvna reprodukcija ni idealna.
(2) RGB tri osnovne barve Večkratni čipi ali več naprav oddajajo svetlobo za oblikovanje bele svetlobe ali pa uporabijo modro + rumeno zeleno dvojno čipovo dopolnilno barvo za izdelavo bele svetlobe. Dokler se toplota odvaja, je bela svetloba, ki jo proizvaja metoda, stabilnejša od prejšnje metode, vendar je vožnja bolj zapletena, upoštevajo pa se tudi različne hitrosti upadanja svetlobe različnih barvnih čipov.
(3) Uporabite RGB fosfor na čipu ultravijolične svetlobe in uporabite vijolično svetlobo za vzbujanje fosforja, da dobite tri osnovne barve, da oblikujete belo svetlobo. Zaradi nizke učinkovitosti trenutnih UV čipov in RGB fosforjev še ni dosegel praktične faze.
Prepričani smo, da je treba rešiti naslednje tehnične probleme, da bi uresničili industrializacijo močnih LED izdelkov W za razsvetljavo:
1. Nadzor praškastega premaza: Postopek prevleke, ki se uporablja pri postopku s čipom LED + fosfor, je običajno mešanje fosforja z lepilom in ga nato nanaša na čip z razpršilnikom. Med delovanjem, ker je viskoznost nosilnega gela dinamični parameter, je specifična teža fosforja večja od gostote nosilnega gela, natančnost točilnega avtomata in točnost točilnega aparata, nadzor enotnosti. količina prevleke fosforja je težka, kar povzroči belo svetlobo. Neenakomerna barva.
2, film fotoelektrični parametri: lastnosti polprevodniškega procesa, isti material lahko določi optične parametre (kot so valovna dolžina, svetilnost) in električne (kot napetost) parametrov razlike med istim čipom rezin. To še posebej velja za trikromatske čipe RGB, ki imajo velik vpliv na bele parametre barvnosti. To je ena od ključnih tehnologij, ki jo je treba rešiti v industrializaciji.
3. Nadzor parametrov barvnosti svetlobe glede na zahteve za aplikacijo: Za različne namene so zahteve za barvne koordinate, barvno temperaturo, barvno reprodukcijo, optično moč (ali svetilnost) in prostorsko porazdelitev svetlobe belih LED. Nadzor nad zgoraj navedenimi parametri vključuje sodelovanje različnih dejavnikov, kot so struktura izdelka, procesna metoda in materiali. Pri industrijski proizvodnji je pomembno nadzorovati zgoraj navedene dejavnike, da dobimo proizvode, ki izpolnjujejo zahteve glede uporabe in imajo dobro skladnost.
Tehnologija in standardi testiranja
Z razvojem tehnologije za proizvodnjo električnih čipov razreda W in belo LED tehnologijo LED izdelki postopoma vstopajo na (poseben) trg razsvetljave. Tradicionalni standardi za preskušanje parametrov za LED in preskusne metode, ki se uporabljajo za prikaz ali prikaz, ne morejo več izpolnjevati potreb razsvetljave. Proizvajalci polprevodniške opreme doma in v tujini so prav tako uvedli lastne testne instrumente. Obstajajo določene razlike v preskusnih načelih, pogojih in standardih, ki jih uporabljajo različni instrumenti, kar povečuje težavnost in kompleksnost testne aplikacije in primerjalnega delovanja produktov.
Kitajska Optično Optoelektronika Industry Association Optoelektronika Pododbor Industry Association sprosti "LED preskusne metode (Trial)" v letu 2003 glede na potrebe razvoja LED izdelkov. Ta preskusna metoda je dodala predpise o barvnih parametrih LED. Vendar pa morajo svetleče diode razširiti v industrijo razsvetljave. Vzpostavitev standardov za LED osvetlitev je pomembno sredstvo industrijske standardizacije.
Tehnologija pregledovanja in zagotavljanje zanesljivosti
Zaradi omejitve videza svetilke je montažni prostor LED za osvetlitev zaprt in omejen, zaprt in omejen prostor pa ne prispeva k odvajanju toplote LED, kar pomeni, da je okolje za osvetljevanje svetleče diode. LED je slabša od običajnih LED prikazovalnih in indikacijskih izdelkov. Poleg tega svetlobna LED dioda deluje pod visokotokovnim pogonom, kar pomeni višje zahteve glede zanesljivosti. V industrijski proizvodnji je treba izvesti ustrezno termično staranje, temperaturni ciklični šok, testiranje staranja za obremenitev za različne uporabe izdelkov in odpraviti izdelke za zgodnje odpovedi, da se zagotovi zanesljivost izdelka.
Električna zaščitna tehnologija
Ker je GaN širok material s prepovedjo pasu, je upornost visoka, inducirani naboji, ki jih povzroča statična elektrika v proizvodnem procesu, pa se ne izgubijo in se akumulirajo v znatnem obsegu, lahko pa se ustvari visoka elektrostatična napetost. Kadar je zmožnost materiala, da prenese, presežena, pride do okvare in izpraznitve. Modri čip safirnega substrata ima pozitivne in negativne elektrode na čipu z majhnim korakom. Za dvojni heterozig za InGaN / AlGaN / GaN je aktivna tanka plast InGaN le nekaj deset nanometrov, elektrostatična odpornost pa je majhna, kar je zelo enostavno. S statično elektriko se razčleni, da se naprava onemogoči.
V industrijski proizvodnji je zato preprečevanje statične elektrike primerno, kar neposredno vpliva na donos, zanesljivost in gospodarske koristi proizvoda. Obstaja več tehnik za preprečevanje statične elektrike:
1. Previdnostni ukrepi proti prenosu, zlaganju itd. Človeškega telesa, platforme, tal, prostora in izdelkov za proizvodnjo in uporabo. Sredstva so antistatična oblačila, rokavice, zapestnice, čevlji, blazinice, škatle, ionski ventilatorji, instrumenti za testiranje itd.
2. Na čipu oblikujte vezje za elektrostatično zaščito.
3. Namestite zaščitno napravo na LED.
Trenutno stanje močnostne LED embalažne tehnologije
Svetleče diode za napajanje so razdeljene na močnostne LED in močnostne LED diode W. Vhodna moč napajalnega LED-a je manjša od 1W (razen za več deset milijonov mW moči); vhodna moč napajalnega LED diode razreda W je enaka ali večja od 1W.
Tehnologija pakiranja LED iz tujine
(1) LED za napajanje
Najprej je HP v začetku devetdesetih let prejšnjega stoletja predstavil LED v strukturi paketov "Piranha" in leta 1994 uvedel izboljšano "SnapLED". Ima dva delovna toka, 70mA in 150mA, vhodna moč pa lahko doseže 0.3W. Potem je OSRAM uvedel "PowerTOPLED". Kasneje so nekatera podjetja uvedla raznoliko strukturo paketov LED. Močne LED diode teh struktur so večkrat višje od LED vhodne moči originalnega regalnega paketa, toplotni upor pa se zmanjša za frakcijo.
(2) LED napajanje razreda W
LED dioda W razreda je osrednji del prihodnje razsvetljave, zato so velika svetovna podjetja vložila veliko moči v raziskave in razvoj tehnologije za pakiranje električne energije W razreda.
Lumileds je leta 1998 prvič uvedel močnostni LED z enim čipom W razreda. Struktura embalaže je značilna termoelektrična ločitev. Flip čip je neposredno spajan s toplotnim odvodom s silicijevim nosilcem, uporablja se odbojna skodelica in optični. Nove strukture in materiali, kot so leče in prožna prosojna lepila, so zdaj na voljo v močnih LED z enojnim čipom 1W, 3W in 5W. Leta 2003 je OSRAM lansiral eno-čipno serijo LED "GoldenDragon", za katero so značilni toplotni odvodi in kovine. Plošča je v neposrednem stiku in ima dobro odvajanje toplote, vhodna moč pa lahko doseže 1W.
Visoko zmogljive LED diode z več čipnimi paketi so na voljo v mnogih strukturah in paketih. Leta 2001 je UOE Corporation predstavila serijo LED luči Norlux v paketu z več čipi s šesterokotno aluminijasto ploščo kot podlago. Leta 2003 je LaninaCeramics predstavila visoko zmogljivo LED polje, ki je bilo pakirano na lastno tehnologijo sintrane keramike (LTCC-M) na kovinskih podlagah. Leta 2003 je Panasonic lansiral visoko zmogljivo belo LED svetilko, ki jo je sestavljalo 64 žetonov. Leta 2003 je Nichia Corporation napovedala, da je najsvetlejša bela LED na svetu, s svetlobnim tokom 600 lm in izhodnim snopom 1000 lm. Je 30W, maksimalna vhodna moč je 50W, bel LED modul, ki omogoča razstavo, pa ima svetlobno učinkovitost 33lm / W.
Glede močnih LED z veččipnimi kombinacijami so številna podjetja nenehno razvijala številne nove izdelke z novo strukturo in embalažo v skladu z dejanskim tržnim povpraševanjem, njihova hitrost razvoja pa je zelo hitra.
Domača moč pakirne tehnologije LED
Domači LED embalažni izdelki so bolj popolni. Po predhodnih ocenah je na Kitajskem več kot 200 tovarn embalaže LED z zmogljivostjo pakiranja več kot 20 milijard na leto, zmogljivost pakiranja pa je tudi zelo močna. Vendar pa so številne tovarne embalaže zasebna podjetja, ki so majhna. Vendar pa so za visoko zmogljive LED diode serije MB, ki so bile vgrajene v tehnologijo MetalConding v kitajski Tajvanski družbi UEC (National Union), značilni zamenjava substrata GaAs s Si, kar zagotavlja dobro odvajanje toplote in uporabo kovinskega sloja kot odbojnega sloja za izboljšanje svetlobe. svetlobe. .
Za raziskave in razvoj visoko zmogljive tehnologije pakiranja LED, država ni uradno podprla naložbe, domače raziskovalne enote pa le redko posredujejo. Moč naložb in raziskav (delovne sile in finančni viri) embalažnih podjetij še vedno ni dovolj, kar ustvarja šibke razmere v razvoju tehnologije pakiranja na Kitajskem. Tehnična raven embalaže je še vedno precej drugačna od tiste v tujini.